The Investigation of The Effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculation on the Under and Aboveground Biomass of Lavender (Lavandula angustifolia L.)

Abstract

Abstract − The aim of this study is to investigate the effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) inoculation on under and above-ground biomass properties of lavender, which can grow in arid, sloping and marginal soil conditions with erosion risk. The cuttings of lavender were planted in pots in a disinfected soil + sand mixture. For AMF inoculation a mixture of ERS (Endo Root Soluble) brand from abroad, Glomus intraradices, Glomus clarum, Glomus aggregatum, Glomus mosseae, Glomus monosporus, Glomus deserticola, Glomus brasilianum, Glomus etunicatum, Gigaspora margarita was used. AMF inoculation was applied to control, 25/50/75 spores for each cutting. According to the analysis results of the soils, it was determined that the soils were low total nitrogen and carbon contents, slightly acidic, slightly alkaline, low electrical conductivity, low calcareous, sufficient phosphorus and potassium contents. According to the results of one-way Anova; It was determined that the number of spores in AMF inoculation had no effect on plant height and branch number. However, fresh and dry root weight, fresh and dry stem weight, root number and root length were found to be statistically significant. It was determined that AMF inoculation increased the underground and aboveground biomass of lavender. As a result, the highest underground and aboveground biomass values were obtained from 75 AMF spores inoculation. In this context, it is recommended to use natural methods such as AMF inoculation instead of chemical fertilizers in arid-semi-arid regions and areas with erosion risk. Thus, it is thought that it will be of great benefit both to increase the success rate in planting the studies and to reduce the loss of equity in our country in such studies.

Keywords

• Arbuscular mycorrhizal fungi
• lavender
• inoculation
• erosion
• soil protect

Arbusküler Mikorizal Fungus Aşılamasının Lavanta (Lavandula angustifolia L.) Bitkisinin Toprak Altı ve Toprak Üstü Biyomasına Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, erozyon riski taşıyan, kıraç, eğimli, marjinal toprak koşullarına sahip arazilerde yetişebilen lavantaya Arbusküler Mikorizal Fungus (AMF) aşılamasının, lavantanın toprak altı ve üstü biyomas özelliklerine etkilerini araştırmaktır. Lavantanın çelikleri dezenfekte edilmiş toprak+kum karışımında bulunan saksılara dikilmiştir. AMF aşılaması için yurt dışı kaynaklı markası ERS (Endo Root Soluble) olan, Gigaspora margarita, Glomus monosporus, Glomus intraradices, Glomus deserticola, Glomus clarum, Glomus aggregatum, Glomus etunicatum, Glomus mosseae, Glomus brasilianum, türlerinin karışımı kullanılmıştır. Her çelik için kontrol, 25/50/75 adet spor olacak şekilde AMF aşılama işlemi uygulanmıştır. Lavanta çeliklerinin üretildiği toprakların analiz sonuçlarına göre, toplam azot ve karbon içerikleri az, hafif asidik, hafif alkali, tuzsuz, az kireçli, fosfor ve potasyum içeriklerinin yeterli olduğu tespit edilmiştir. Tek yönlü varyans analizi sonuçlarına göre; AMF aşılamasında spor sayısının bitki boyu ve dal sayısına etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Ancak, yaş ve kuru kök ağırlığı, yaş ve kuru gövde ağırlığı, kök sayısı ve kök uzunluğunun istatistiksel olarak anlamlı olduğu bulunmuştur. Yapılan araştırma sonuçları genel olarak değerlendirildiğinde, AMF aşılamasının lavantanın toprak altı ve üstü biyomasını artırdığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde en yüksek toprak altı ve üstü biyomas değerleri 75 adet AMF sporu aşılamasından elde edilmiştir. Bu kapsamda kurak-yarı kurak bölgeler ile erozyon riski taşıyan alanlarda, kimyasal gübreler yerine AMF aşılaması gibi doğal yöntemlerin kullanılması önerilmektedir. Böylece, bitkilendirme çalışmalarında hem başarı oranının artmasına hem de bu tarz çalışmalarda ülkemiz özsermaye kaybının azalmasına büyük fayda sağlanacağı düşünülmektedir.

Keywords

• Arbusküler mikorizal funguslar
• lavanta
• aşılama
• erozyon
• toprak koruma

References

1. Armada, E., Probanza, A., Roldán, A. and Azcón, R. (2016). Native plant growth promoting bacteria Bacillus thuringiensis and mixed or individual mycorrhizal species improved drought tolerance and oxidative metabolism in Lavandula dentata plants. Journal of plant physiology, 192, 1-12.
2. Aslancan, H. ve Sarıbaş, R. (2011). Lavanta yetiştiriciliği. Meyvecilik Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayın No: 41 Yayın Tarihi: 15.11.
3. Atalay, İ. Z. (1982). Gediz Havzası alüviyal topraklarının potasyum durumu ve bu topraklarda alınabilir potasyum miktarlarının tayininde kullanılacak yöntemler üzerinde bir araştırma (Doktora tezi). Ege Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü, İzmir.
4. Azcón, R. and Barea, J. (1997). Mycorrhizal dependency of a representative plant species in Mediterranean shrublands (Lavandula spica L.) as a key factor to its use for revegetation strategies in desertification-threatened areas. Applied Soil Ecology, 7(1), 83-92.
5. Barea, J. M., Azcon, R. and Azcon-Aguilar, C. (1992). The use of 15N to assess the role of VA mycorrhiza in plant N nutrition and its application to evaluate the role of mycorrhiza in restoring Mediterranean ecosystems. Mycorrhizas in Ecosystems. Structure and Function. CAB International, Wallingford, UK, 190-197.
6. Bolan, N. S., Robson, A. D. and Barrow, N. J. (1987). Effects of Vesicular - Arbuscular Mycorhizae the availability of iron phosphates to plants. Plant and Soil, 99, 401 - 410.
7. Bremner, J. M. and Mulvaney, C. S. (1982). Nitro-gen-total. In: Page, A.L. (ed.) Methods of soil analysis, Part 2 Chemical and Microbiological Properties. SSSA Book series No: 9, Madison, pp. 595-622.
8. Cooper, C. M. (1984). Physiology of VA Mycorrhizal Associations, VA Mycorrhizae, Ed. Powell C L ve Bagyaraj D J, CRC Press, Boca Raton, Florida, USA, 155–186 pp.

9. Citterio, S., Prato, N., Fumagalli, P., Aina, R., Massa, N., Santagostino, A., Sgorbati, S. and Berta, G. (2005). The arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae induces growth and metal accumulation changes in Cannabis sativa L. Chemosphere, 59(1), 21-29.
10. Demir, S. (1998). Bazı kültür bitkilerinde Vesiküler-Arbusküler mikorrhiza (VAM) oluşumu ve bunun bitki gelişimi ve dayanıklılıktaki rolü üzerinde araştırmalar (Doktora tezi), Ege Üni, FBE, Bitki koruma ABD, İzmir, 114 s.
11. Eruz, E. (1979). Toprak tuzluluğu ve bitkiler üzerindeki genel etkileri. İ.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, 29(2), 112–120 s.
12. Frank, B. (2005). On the nutritional dependence of certain trees on root symbiosis with belowground fungi (an English translation of A.B. Frank’s classic paper of 1885), Mycorrhiza, 15, 267-275.
13. Golubkina, N., Logvinenko, L., Novitsky, M., Zamana, S., Sokolov, S., Molchanova, A., Shevchuk, O., Sekara, A., Tallarita, A. and Caruso, G. (2020). Yield, essential oil and quality performances of Artemisia dracunculus, Hyssopus officinalis and Lavandula angustifolia as affected by arbuscular mycorrhizal fungi under organic management. Plants, 9(3), 375.
14. Gülçur, F. (1974). Toprağın fiziksel ve kimyasal analiz metodları. Kutulmuş Matbaası, İÜ Yayın No. 1970, Orman Fakültesi Yayın No. 201, İstanbul, 225 s.
15. Irmak, A. (1954). Arazide ve laboratuarda toprağın araştırılması metodları. İÜ Yayın No. 559, Orman Fakültesi Yayın No. 27, İstanbul, 150 s.
16. Janos, D. P., Scott, J., Aristizabal, C. and Bowman, D. M. (2013). Arbuscular-mycorrhizal networks inhibit Eucalyptus tetrodonta seedlings in rain forest soil microcosms. PLoS One, 8(2), https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057716.
17. Kaçar, B. (1995). Bitki ve toprağın kimyasal analizleri, III. Toprak Analizleri. AÜ Ziraat Fakültesi Eğitim, Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları No: 3, Ankara, 705 s.
18. Kantarcı, M. D. (2000). Toprak ilmi. İstanbul Üniversitesi Toprak İlmi ve Ekoloji Anabilim Dalı, İstanbul Üniversitesi Yayın No: 4261, Orman Fakültesi Yayın No: 462, İstanbul, 420 s.
19. Kızmaz, M. (1996). Bazı yapraklı aǧaç türlerinin vejetatif yolla üretilmesi üzerine araştırmalar. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Tekik Bülteno No: 262.
20. Koç, T. (2020). Yalancı akasya (Robinia pseudoacacia L.) fidanlarının ilk iki yıldaki büyümelerine arbusküler mikorizanın etkileri (Yüksek lisans tezi). Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, 35, Düzce.
21. Kothari, S. K., Marschner, H. and George, E. (1990). Effect of VA mycorrhizal fungi and rhizosphere microorganisms on root and shoot morphology, growth and water relations in maize. New Phytologist, 116(2), 303-311.
22. Li, X. L., Marschner, H. and George, E. (1991). Extension of the phosphorus depletion zone in VA mycorrhizal white clover in a calcareous soil. Plant and Soil, 135, 41-48.
23. Marulanda, A., Porcel, R., Barea, J. M. and Azcón, R. (2007). Drought tolerance and antioxidant activities in lavender plants colonized by native drought-tolerant or drought-sensitive Glomus species. Microbial ecology, 54(3), 543.
24. Mohammed, A., Mitra, B. and Khan, A.G. (2004). Effects of sheared-root inoculum of Glomus intraradices on wheat grown at different phosphorus levels in the field. Agriculture, Ecosystems & Environment, 103(1), 245-249.
25. Olsen, S. R., Cole, C. V., Watanabe, F. S. and Dean, L. A. (1954). Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. U. S. Department of Agriculture Circular No. 939.
26. Ouahmane, L., Hafidi, M., Plenchette, C., Kisa, M., Boumezzough, A., Thioulouse, J. and Duponnois, R. (2006). Lavandula species as accompanying plants in Cupressus replanting strategies: effect on plant growth, mycorrhizal soil infectivity and soil microbial catabolic diversity. Applied Soil Ecology, 34(2-3), 190-199.
27. Özel, H. B., Palta, Ş. ve Çakmaklı, E. (2021). Arbusküler mikorizal fungus aşılamasının doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) fidanlarının büyüme performansı ve adaptasyon başarısı üzerine etkilerinin araştırılması. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 23(1), 217-225.
28. Palta, Ş., Demir, S., Şengönül, K., Kara, Ö. ve Şensoy, H. (2010). Arbüsküler mikorizal funguslar (AMF), bitki ve toprakla ilişkileri, mera ıslahındaki önemleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 12(18): 87-98.
29. Palta, Ş. (2012). Bartın yöresi çayır-mera alanlarında bulunan Gramineae familyasına ait bitkilerde Arbusküler Mikorizal Fungusların (AMF) varlığının ve ekolojik özelliklerinin belirlenmesi (Doktora Tezi). Bartın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Bartın, 192 s.
30. Perry, A. D., Molina, R. and Amaranthus P. M. (1987). Mycorrhizae, mycorrhizospheres and reforestation: current knowledge and research needs, Canadian Journal of Forest Research, 17 (8): 929-940.
31. Pirzad, A. and Mohammadzadeh, S. (2018). Water use efficiency of three mycorrhizal Lamiaceae species (Lavandula officinalis, Rosmarinus officinalis and Thymus vulgaris). Agricultural Water Management, 204, 1-10.
32. Popescu, G. C. and Popescu, M. (2022). Role of combined inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi, as a sustainable tool, for stimulating the growth, physiological processes, and flowering performance of lavender. Sustainability, 14(2), 951.
33. Rhodes, L. H. (1980). The use of mycorrhizae in crop production systems. Outlook on Agriculture, 10(6): 275-281.
34. Satış, O. (2020). Farklı arbusküler mikorizal inokulasyonların iğde (Elaeagnus angustifolia L.) fidanlarının morfolojik özelliklerinde oluşturduğu iki yıllık değişim (Yüksek lisans tezi). Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, 21, Düzce.
35. Shresta, G. (2002). Performance of Pinus roxburghii inoculated with pure culture of four ındegenous ectomycorrhizal fungi. In 7th International Mycologycal Congress, Oslo.
36. SPSS Inc. (2007). SPSS for Windows, Version 16.0. Chicago: SPSS Inc.
37. Tisdall, J. M. (1994) Possible role of soil microorganisms in aggregation in soils. Plant and Soil, Vol: 159, No: 1 p. 115-123.
38. Toprak, B. (2016). Ekto- ve arbusküler mikoriza aşılanmış Karaçam (Pinus nigra), Toros sediri (Cedrus libani) ve Saçlı Meşe (Qercus cerris) fidanlarının İç Anadolu'nun yarı kurak sahalarındaki ağaçlandırma başarısı (Doktora tezi). Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, 172, Düzce.
39. Zaefarian, F., Rezvani, M., Ardakani, M. R., Rejali, F., Yazdi, S. A. F. and Yazdi, S. F. F. (2013). Effect of mycorrhizal fungus strains on some of root traits in barley (Hordeum vulgare L.). International Journal of Agronomy and Plant Production, 4(6), 1386-1392.